Khoa học kỳ lạ: Các hạt nano, tảo và các cơ quan trên chip để phóng lên SpaceX Dragon

Các hạt nano mang thuốc, một lò phản ứng sinh học chạy bằng tảo, một nền tảng vi trọng lực và nhiều loại 'cơ quan trên một con chip' sẽ thực hiện chuyến đi tới Trạm Vũ trụ Quốc tế vào sáng thứ Tư (1/5) trên tàu vũ trụ Dragon của SpaceX.



Phi hành đoàn của Trạm vũ trụ quốc tế đang bận rộn dỡ hàng tấn hàng hóa được chở bằng tàu vũ trụ Cygnus của Northrop Grumman tuần trước và họ đang chuẩn bị thực hiện chặng đường thứ hai. Chiếc này, trên con Rồng, sẽ mang lại hơn 3.270 lbs. (1.691 kg) trọng tải khoa học trong số các công cụ và vật tư khác của phi hành đoàn. Khi nó rời đi, tàu vũ trụ Dragon sẽ mang theo 2,269 lbs. (1.029 kg) vật thí nghiệm quay trở lại Trái đất để phân tích, các quan chức NASA cho biết trong một cuộc họp báo ngày 22 tháng 4.

Vụ phóng hàng hóa, trên tên lửa Falcon 9 của SpaceX, được đặt lúc 3:59 sáng EDT (0759 GMT) vào thứ Ba từ Trạm Không quân Cape Canaveral ở Florida. Bạn có thể xem trực tuyến vụ phóng tại đây tại Space.com, với sự cho phép của NASA.





Có liên quan: SpaceX Cargo ra mắt trên đường đi bất chấp sự bất thường của phi hành đoàn Dragon

Marc Giulianotti, một nhà khoa học thuộc phòng thí nghiệm quốc gia của trạm vũ trụ Hoa Kỳ, cho biết trong hội nghị: “Đối với lần phóng này, người ta nhấn mạnh vào các cuộc điều tra khoa học sự sống sẽ được thực hiện trên tàu vũ trụ Dragon. 'Chúng tôi có một hỗn hợp độc đáo của các đối tác trong sứ mệnh này, từ một công ty dược phẩm sinh học nằm trong danh sách Fortune 500 đến các công ty khởi nghiệp sáng tạo và các tổ chức học thuật.'



Các hệ thống cơ học và hóa học hiện đang tạo ra oxy và nước và loại bỏ carbon dioxide trên trạm vũ trụ, nhưng một ngày nào đó, sự sống hữu cơ cũng có thể đóng một vai trò nào đó. Một thí nghiệm mới sẽ được thực hiện trên trạm Dragon, Photobioreactor, sẽ kiểm tra việc nuôi cấy vi tảo để một ngày nào đó vừa là thức ăn vừa là nguồn cung cấp oxy.

Đối với thí nghiệm này, khoảng 650 ml tảo trong chất lỏng sẽ hít thở khí cacbonic do các phi hành gia cung cấp, họ cũng thỉnh thoảng bổ sung thêm chất dinh dưỡng. Cuối cùng, các phi hành gia sẽ trích xuất một số loại tảo từ thiết bị để gửi trở lại Trái đất để phân tích.



Các nhà nghiên cứu cho biết trong cuộc họp báo, thử nghiệm này sẽ không thấy tảo lọt vào đĩa ăn của thủy thủ đoàn. Nhưng một quy trình được sử dụng để làm khô và chuẩn bị tảo trên Trái đất, nếu thích nghi với không gian, một ngày nào đó có thể biến tảo trở thành món ăn ngon cho các phi hành gia.

NASA

Đài quan sát carbon trên quỹ đạo-3 (OCO-3) của NASA sẽ theo dõi các nguồn carbon và sự chìm trong bầu khí quyển của Trái đất từ ​​bên ngoài Trạm Vũ trụ Quốc tế.(Tín dụng hình ảnh: NASA)

Giống như một ngày nào đó, tảo có thể luân chuyển carbon dioxide ra khỏi hệ sinh thái của trạm vũ trụ ở dạng thu nhỏ, sinh khối trên Trái đất lưu trữ và giải phóng carbon dioxide trên quy mô lớn. Một công cụ mới được gọi là Đài quan sát carbon trên quỹ đạo-3 (OCO-3), sẽ gắn bên ngoài trạm vũ trụ, sẽ đo carbon dioxide trong khí quyển và lập bản đồ các nguồn và độ chìm của khí.

Cơ sở Hermes này sẽ cho phép các nhà khoa học nghiên cứu hành vi của các vật liệu trên Trạm vũ trụ quốc tế.

Cơ sở Hermes này sẽ cho phép các nhà khoa học nghiên cứu hành vi của các vật liệu trên Trạm vũ trụ quốc tế.(Tín dụng hình ảnh: Trung tâm Không gian NASA / Johnson)

Dragon cũng sẽ mang đến một cơ sở trên quỹ đạo có tên là Hermes có thể chạy bốn thí nghiệm cùng một lúc trong nhiều giờ, ngày hoặc tháng với phản hồi video, theo một tuyên bố từ NASA . Các nhà nghiên cứu cho biết trong tuyên bố này, Hermes sẽ có thể phục vụ các cuộc điều tra về sự hình thành tiểu hành tinh và sao chổi, động lực tác động và sự tiến hóa của hành tinh.

Các chip mô, còn được gọi là các cơ quan trên chip, là một thiết bị nhỏ chứa các tế bào người trong một ma trận mà các nhà khoa học có thể sử dụng để kiểm tra cách cơ thể phản ứng với căng thẳng và thuốc.

Các chip mô, còn được gọi là các cơ quan trên chip, là một thiết bị nhỏ chứa các tế bào người trong một ma trận mà các nhà khoa học có thể sử dụng để kiểm tra cách cơ thể phản ứng với căng thẳng và thuốc.(Tín dụng hình ảnh: NASA / Josh Valcarcel)

Bốn thí nghiệm hướng tới trạm vũ trụ tập trung vào các chip mô: thiết bị nhỏ phát triển tế bào người trong ma trận 3D, cho phép các phi hành gia theo dõi phản ứng của các cơ quan mô phỏng trong không gian.

Lucie Low, một nhà nghiên cứu tại Viện Y tế Quốc gia: 'Đây là những thiết bị thu nhỏ, được công nghệ sinh học, có kích thước gần bằng một chiếc chìa khóa USB, và chúng tái tạo cấu trúc và chức năng của các cơ quan và mô của con người theo cách rất giống thật', Lucie Low, một nhà nghiên cứu tại Viện Y tế Quốc gia , cho biết trong cuộc họp báo. 'Về cơ bản, chúng là những công cụ có thể giúp chúng tôi lập mô hình các bệnh khác nhau và kiểm tra tính an toàn và hiệu quả của các loại thuốc khác nhau một cách rất thực tế mà không thực sự thử nghiệm các loại thuốc này ở người và động vật.'

Các nhà nghiên cứu hợp tác với NASA để điều chỉnh các chip mô để sử dụng trong không gian và bộ này sẽ thấy một chip phổi và tủy xương, sụn và xương, một chip mô phỏng hàng rào máu não và một chip nuôi cấy tế bào thận.

Trong khi công nghệ chip mô đang được cải thiện để sử dụng trên Trái đất, trạm vũ trụ là một nơi đặc biệt tốt cho loại nghiên cứu này: 'Vi trọng lực gây ra những thay đổi về sức khỏe và sinh lý của con người trông rất giống những thay đổi liên quan đến các loại lão hóa khác nhau'. Low nói. 'Bạn thấy những thứ như mất khối lượng xương và cơ, những thay đổi trong hệ thống tim mạch, những thay đổi trong hệ thống miễn dịch.

“Và chúng ta thực sự có thể sử dụng loại môi trường lão hóa gia tốc này để giúp nghiên cứu các bệnh trong vi trọng lực chỉ trong vài tuần mà thực tế có thể mất nhiều năm để nghiên cứu trên Trái đất hoặc thậm chí trở thành thứ có thể nhìn thấy trên lâm sàng,” cô nói thêm.

Thiết bị này, được gọi là miniPCR, cho phép các phi hành gia điều tra DNA trong không gian như một phần của chương trình Genes in Space.

Thiết bị này, được gọi là miniPCR, cho phép các phi hành gia điều tra DNA trong không gian như một phần của chương trình Genes in Space.(Tín dụng hình ảnh: NASA)

Việc vận chuyển hàng hóa này cũng sẽ bao gồm giai đoạn mới nhất trong sứ mệnh Genes in Space do sinh viên thiết kế, Genes in Space-6, sẽ theo dõi cách DNA nấm men bị phá vỡ bằng cách sử dụng Chỉnh sửa gen CRISPR-Cas9 sửa chữa và đột biến khi ở trong không gian. Một hoạt động khác, của công ty dược phẩm AstraZeneca, sẽ thực hành sản xuất các hạt nano mà một ngày nào đó có thể cho phép phân phối thuốc đúng mục tiêu.

NASA đang dự đoán một sự phát triển vượt bậc trong khoa học được thực hiện trên trạm, giờ đây phi hành gia Christina Koch đã được chỉ định ở lại trạm vũ trụ cho gần một năm , tăng thời lượng sẽ có bốn thành viên phi hành đoàn NASA trên tàu.

Jennifer Buckley, một nhà khoa học thuộc chương trình Trạm vũ trụ quốc tế, cho biết trong cuộc họp báo: 'Thành viên phi hành đoàn thứ tư bổ sung sẽ tăng gấp đôi thời gian chúng tôi có thể dành cho nghiên cứu một cách hiệu quả.

Gửi email cho Sarah Lewin theo địa chỉ Slewin@space.com hoặc theo dõi cô ấy @SarahExplains . Theo chúng tôi trên Twitter @Spacedotcom và hơn thế nữa Facebook .